近岸波浪浅水变形的非线性分析

本文就近岸波浪具有非线性特征提出了应用椭圆余弦波理论来研究波浪浅水变形的非线性问题。本文在椭圆余弦波数值计算的基础上，进一步分析了浅水波浪在ＨＬ~２／Ｄ~３＞２６情形下波高的变化规律，其中考虑了床面底摩擦、底坡和传质水流等因素对波高变化的影响及相应的程度分析。计算结果分析表明，浅水波浪的非线性性质和底部摩擦对波高变化的影响不能忽略，这对确定海岸工程标高有较大的实际意义和经济价值。     

非线性效应对浅水水波变形的影响

本文采用波数矢量无旋和波能守恒方程建立了一个考虑非线性作用的浅水水波变形数值模型,模型中采用Ｂａｔｔｊｅｓ关系与波数矢量无旋,波能守恒方程一起来求解波浪在浅水中变形的波浪要素,在波能守恒方程中考虑了底摩擦的影响。利用本文提出的数值模型对一个斜坡浅滩水域波浪折射绕射现象进行了验证,验证计算中用一个非线性经验弥散关系近似浅水水波变形的非线性效应并与用线性弥散关系的计算结果进行了比较,结果说明使用非线性     

近岸浅水波的计算

采用理论推导与实验资料验证相结合的方法对近岸浅水波衰减计算进行研究。研究表明，波浪与浅水区运动传播衰减是各种能耗共同作用的结果，为此总结了分子粘性能耗、湍流能耗、底部渗透能耗、底部摩擦能耗、软泥海底弹性能耗等，由建立波能流平衡方程出发进行理论推导，得出各种能耗影响下波浪衰减的计算公式，并将该理论公式与作者１９８０年波浪水槽试验资料比较，两者基本吻合，可适用于线性及非线性各种波能耗情况的计算。     

近岸区不规则波成长模型的研究 Ⅰ.模型的建立

以不规则波在缓变地形和缓变流场水域的折射-绕射理论以及风浪的成长、衰减理论为基础,得到近岸区不规则波成长模型。结合近岸波浪特性和海洋工程应用的实际情况,建立综合考虑海岸、折射、白浪、底摩擦、流、风和非线性作用诸因素的近岸不规则波数值计算模型。该模型具有二维波谱特性及实用性。文章力图使模式更合理地反映近岸波浪的传播、成长和衰减规律,而整个计算工作量则较小,可在微型电子计算机上得以实现。     

确定计算重现期波高所需水位值的一个方法

一、问题的提出 在近岸和港湾工程的波浪计算中,海浪工作者往往注重有关波浪要素的计算方法,而忽视计算重现期波高所需的水位值的选取问题。众所周知,波浪从较深水域传向近岸浅水区,尤其是港湾的传播过程中,由于水深变小和底摩擦的作用,波浪的能量发生了变化,对于各种重现波高而言,由于波高较大,因而,浅水因素的影响更为显著,特别是位于波浪破碎区内的海上结构物,其设计波高的大小完全由计算者所选取的水深值(结构物位置固定后,决定因素是水位值)所决定,因而,这个水位值的选取,是一个关系到结构物的安全和造价的重要问题。     

任意水流条件下波浪受地形及水流影响的折射

基于波浪作用通量守恒原则,分析了任意水流条件下波浪在水流、地形综合影响下的折射计算方法,就考虑与不考虑底摩擦损耗二种情况下组合不同的波浪入射方向(α_0<70°)及水流方向(β<30°)进行了一系列的计算,绘制了平直海岸均匀水流及无底摩擦损耗条件下可供工程实用的诺漠图。     

粉沙质海岸航道骤淤期悬移质挟沙力研究

悬移质挟沙力是粉沙质海岸航道骤淤预测的关键性参数,目前缺乏有效的研究成果。通过大尺度波浪水槽对缓坡下的粉沙质海岸骤淤期破波掀沙机理进行试验观测和研究,根据能量平衡原理,建立粉沙质海岸在崩破波作用下悬浮泥沙运动的能量平衡方程式。能量平衡方程式的要点在于波浪所提供的有效能量损耗中,除了传统的底摩擦损耗和悬浮泥沙所消耗的能量外,还应增加崩破波引起的能量损耗。在此基础上提出粉沙质海岸骤淤期悬移质挟沙力公式,并得到试验资料的初步验证。     

波浪作用下的床面剪应力

在海滨条件下,波浪是一个重要的动力因素.为了研究波浪在浅水区传递的衰减过程,需分析波浪在浅水区传递过程中的能量损耗,这就与波浪作用下的床面剪应力的正确决定有关.在研究近岸区底沙运动的过程中,其中有两个重要问题需要着重分析:一是波浪作用下的底沙起动;二是波浪作用下的底沙输送.为此,要对波浪作用下的床面剪应力问题进行探讨.     

近岸区不规则波成工模型的研究：1.模型的建立

以不规则波在缓变地形和缓变流场水域的折射－绕射理论以及风浪的成长,衰减理论为基础,得到近岸区不规则波长成模型,结合近岸波浪特性和海洋工程应用的实际情况,建立综合考虑海岸,折射,白浪,底摩擦,流,风和非线性作用诸因素的近岸不规则波数值计算模型,该模型具有二维波谱特性及实用性,文章力图使模式更合理地反映近岸波浪的传播,成长和衰减规律而整个计算工作量则较小,可在微型电子计算机上得以实现。     

崇明岛南侧盐沼潮滩消能状态研究

沿海盐沼潮滩可以有效降低波浪高度,耗散波浪能量,在海岸防护和沿海城市安全中扮演着重要角色。以长江河口崇明岛南侧盐沼潮滩为对象,基于不同潮间带实测波浪变化数据,采用波能衰减模型对波浪横向沿潮滩衰减状态进行定量分析,由此探讨波浪衰减主控要素。结果表明:波浪沿盐沼潮滩向岸传播过程中,波高以及波能大幅下降,其中光滩—芦苇前部区域波能平均下降19%,芦苇区域波能平均下降71%,有植被覆盖区域对波浪的衰减效应更为显著。同时,水深、入射波高及阻力是影响盐沼潮滩波浪衰减的主要因素,波浪衰减强度随水深增大而减小,入射波高增加以及阻力的增大而增强。     

综合考虑多种变形因素的近岸规则波传播数学模型Ⅰ. 基本方程的导出

推广了Kirby的有环境水流影响的缓坡方程,得到了综合考虑环境水流(水流因子)、非线性弥散影响(非线性因子)、底摩擦波能损失(底摩擦因子)、非缓坡地形影响(地形因子)、折射、绕射、波浪破碎多种变形因素的波浪传播控制方程,并给出了非线性因子、地形因子、底摩擦因子、水流因子的确定方法。基于导出的方程做进一步推导,得到了波高和波向为变量的综合考虑多种变形因素的波浪传播基本方程,该方程有许多优点:1)其绕开了求解波势函数的困难,将椭圆型方程的边值问题化为初值问题;2)直接求解波高和波向;3)可采用有限差分法离散求解,对空间步长没有限制,适合大面积海区波场计算;4)综合考虑了多种波浪变形因素,方程更为合理,5)容易处理波浪破碎问题。     

考虑底摩擦的波浪折射计算

本文用考虑底摩擦的折射模式计算了浅水中波高和波向分布。作为一个例子,根据不同的摩擦系数和不同的边界条件计算了一种简单海底地形的折射系数、衰减系数和折射角,所得结果与不考虑底摩擦的折射模式结果进行比较,发展它们之间存在一些差异,表明在浅水中底摩擦对波高有一定影响。     

波浪在水流中传播时的底摩擦损失

本文对波浪在水流中传播时的底摩擦损失问题进行了研究。文中采用等效摩擦功的方法,对底摩擦应力做了线性化处理。并利用波浪作用通量守恒方程推得了波浪谱的传递关系式。此外,在实验室条件下,对在水流中传播的规则波和不规则波的沿程衰减做了实验测量,实验表明,文中建议的方法与实验结果很相近。     

再论台风波浪的波型及其与海岩工程设计波浪要素的关系

本文以实测台风波浪资料对台风影响过程中固定点波浪能量集中度的变化和有效波陡的变化进行分析，得出华南近岸浅水区台风波浪的波型与台风中心位置的统计关系，并进一步阐明了台风过程中固定点出现较大台风波浪的波型是风浪以及用于海岸工程设计的台风波浪亦为风浪的结论，文中讨论了台风波浪波型对海岸工程建设中的设计波高，周期等要素取值的影响。     

再论台风波浪的波型及其与海岸工程设计波浪要素的关系

本文以实测台风波浪资料对台风影响过程中固定点波浪能量集中度的变化和有效波陡的变化进行分析，得出华南近岸浅水区台风波浪的波型与台风中心位置的统计关系，并进一步阐明了台风过程中固定点出现较大台风波浪的波型是风浪以及用于海岸工程设计的台风波浪亦为风浪的结论。文中还讨论了台风波浪波型对海岸工程建设中的设计波高、周期等要素取值的影响。     

不同介质底床上的波浪衰减

采用近年来的研究成果比较了良在不同介质底床上传播时的波浪衰减规律,对不同介质底床上的波浪衰减机理进行了总结,推荐了计算波浪衰减的公式和方法,根据实验和计算结果解释淤泥质海岸可能存在的波浪传播现象。     

基于抛物型缓坡方程模拟近岸植被区波浪传播

植被对波浪传播运动有重要影响。考虑近岸波浪在植被区传播中的折射、绕射、破碎及植被引起的波能耗损效应,基于抛物型缓坡方程建立了模拟近岸植被区波浪传播的数学模型,对模型进行了数值模拟验证,采用数值模拟试验分析了植被对波浪传播的影响。数值模拟结果表明,波浪在近岸植被区传播时,随着植被密度和植被高度的增加,波浪传播中的波高衰减增大,波能耗损增加;不同周期波浪在植被区传播中的波高衰减过程也明显不同。     

韩国海岸港口工程概况

简要介绍了韩国海岸和海洋环境、港口发展、海岸和港口工程的有关机构和团体，并综述其近年来海岸动力方面研究的课题和成果。内容包括海洋动力因素、海岸波浪观测和设计波浪的确定、波浪的传播变形、不规则波理论、非线性波和波浪破碎、波浪与建筑物相互作用、泥沙运动、海岸演变和环境影响分析等方面。     

沙纹床面摩阻引起的波高沿程衰减

在浅水区的砂质床面上传播的波浪当其强度达到一定条件后,将使底床形成沙纹床面;由于沙纹床面上的底部剪应力远大于平床面上的底部剪应力,因此,在沙纹床面上传播的波浪比在平床面上传播的波浪的衰减要快得多.本研究在波浪水槽中对沙纹床面上传播的波浪的沿程衰减进行了探讨,同时,对水槽两侧壁边界层摩阻对波高衰减的影响做了分析.本文给出的理论成果与实验成果的比较表明,两者符合很好.     

考虑波能耗散的近岸波浪传播数学模型

基于考虑能耗的定常缓坡方程，推导得出包含波能耗散的近岸水域波浪传播变形数学模型，并用所得模型对浅水中波浪的传播进行了计算，将计算结构与Berkhoff的实验数据进行比较，表明二者吻合很好。该数学模型能较好地解决波浪在浅水中的传播变形问题。